DC-AC逆变器分数阶与整数阶PID控制对比

针对传统双环PID控制三相逆变器系统存在输出电压质量和鲁棒性不够理想,输出电压谐波含有率较高等问题,设计基于神经网络参数自整定的分数阶PIλDμ双环控制器:PIλDμ电流内环PIλDμ电压外环控制、PIλDμ电流内环PID电压外环控制和PID电流内环PIλDμ电压外环控制,并应用于不同的线性及非线性负载,考察其控制性能。仿真研究表明,分数阶PIλDμ电流内环整数阶PID电压外环控制性能最好,其次是整数阶PID电流内环分数阶PIλDμ电压外环控制和分数阶PIλDμ电流内环分数阶PIλDμ电压外环控制,性能最差的是传统的双环PID控制。     

交流能馈型直流电子负载研究

研究了一种由软开关移相全桥电路和L型滤波器的并网逆变器电路级联组成的交流能馈型直流电子负载装置.前级软开关移相全桥电路采用输入电流外环PI控制、输出电流内环单周期控制的控制策略,通过控制输入电感电流来模拟机车电源的输出特性.针对并网逆变器使用PI控制器时并网电流存在稳态误差的缺陷,研究了并网逆变器电路采用直流母线电压外环PI控制、并网电流内环准谐振PR控制的控制策略,通过电压外环实现逆变器直流电压稳定,电流内环实现并网电流无静差控制.MATLAB仿真与实验结果验证了该交流能馈型直流电子负载拓扑和控制策略的可行性.     

基于Lyapunov函数的T型三电平逆变器的控制策略

针对传统的双PI控制存在电流谐波高、系统稳定性差以及响应速度慢的不足,提出了一种基于Lyapunov函数的T型并网逆变器的控制策略。在分析T型逆变器数学模型的基础上,设计了电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对电流内环提出了基于Lyapunov函数的非线性控制策略,以实现谐波参考电流的快速跟踪;外环采用传统的PI控制,以实现对直流侧电容电压的跟踪;同时,将电压外环输出的d轴期望电流作为电流内环的变量输入,以提高双环的抗扰动性。最后,将提出的新型双环控制策略与传统的双PI控制策略进行了仿真比较,验证了所提策略在补偿谐波方面的优越性。     

一种高性能风力发电系统控制策略的研究

传统风力发电控制系统中PWM整流器是一个多变量、鲁棒性差的非线性系统,针对控制系统中存在的功率因数低、电流波动大、响应速度慢等缺点,提出了一种新颖的双闭环控制策略:将改进型滑膜变结构控制方法和前馈解耦控制方法分别应用于电压外环和电流内环,同时采用空间脉宽矢量调制方法减少电压谐波.在TMS320F2812的实验平台上进行实验,实验结果证明新方法能够稳定直流侧电压输出,使整流系统网侧电流输入正弦化,控制系统的功率因数接近单位功率因数.     

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

为解决目前电网不平衡下模块化多电平整流器存在负序电流以及电压二次谐波影响系统稳定性的问题,在传统单一正序电流内环控制方法存在有功功率扰动大、整流器直流侧电压存在二次谐波问题的基础上,提出了一种基于信号延时法和双电流内环控制结合的控制策略。该策略以电流指令算法为基础,对电流的正、负序分量进行分离并计算,采用PI调节器,实现对正、负序电流的无静差控制,也可以有效降低有功功率p(ωt)的扰动,有效抑制整流器直流侧电压的二次谐波。仿真实验结果表明,该控制策略具有较好的抑制效果。     

单相并联型APF双环控制技术的仿真研究

分析了系统谐波的危害,提出了有源电力滤波器抑制谐波的有效性,以单相并联型有源电力滤波器为背景,介绍了其工作原理并建立数学模型。详细分析了基于电压外环电流内环的单相并联型有源电力滤波器双环控制系统,并给出了电压外环以及电流内环PI控制参数的具体设计过程。最后通过MATLAB仿真对所设计的系统控制参数进行了验证。仿真结果表明,该种基于电压外环电流内环的双环PI控制器的单相并联型有源电力滤波器能保证直流母线电压的稳定,并对中低频带的谐波进行有效的补偿。     

基于电流前馈解耦PWM的电动汽车阶段充电仿真

电动汽车的充电系统性能取决于整流和充电控制环节,其充电效率及稳定性对电池的寿命、电池容量产生很大的影响.为了提高整流电压输出的稳定性和电池的充电效率,其整流模块采用电流前馈解耦PWM,该方法通过电压外环和电流内环控制以减少整流中的谐波分量并稳定输出电压.针对充电模块控制策略则采用阶段性充电方式即先用电流单环控制的恒流限压充电,当达到设定的电压值后转为恒压限流的双闭环控制充电方式.运用Matlab/Simulink实现电动汽车蓄电池充电模型,并与单一的恒流、恒压两种充电控制策略进行对比.由仿真结果可知,电流前馈解耦PWM整流电压稳定性优于电压型PWM.此外,也验证了阶段性充电控制充电方式对蓄电池的影响较小,具有充电效率较高的优越性.     

VSC-HVDC向三相不对称无源网络供电的控制策略研究

VSC-HVDC具有良好的动静态性能,若采用合理控制策略则可调控有功与无功的输出,进而改善电能质量。然而现有控制策略在由VSC-HVDC向三相不对称无源网络供电时可能导致输出电压不对称,进而造成控制效果不理想。建立了VSC的内环d/q解耦控制器,整流侧定直流电压控制器和逆变侧定交流电压控制器。对于整流侧控制器,在电压外环,对PI参数增加模糊自整定;在电流内环,将PI控制改为两相静止坐标系下的PR控制,减少了超调和谐波输出量。对于逆变侧控制器,由于输出的三相电压产生畸变;利用PR控制可以无静差跟踪正弦信号,将逆变侧控制改造为"外环定电压PR控制—内环电流d/q解耦控制",解决了三相交流电压的不平衡问题。仿真结果表明,该控制策略可提高整流侧超调时间和反应时间,并有效解决了逆变侧输出电压不对称的问题。     

基于DSP的CO2气体保护焊控制系统研究

针对CO2气体保护焊易产生飞溅、成形差等问题,设计了一种基于DSP的全数字化CO2焊机系统.该系统以TMS320F240微处理器作为控制核心,采用电压控制为外环,电流控制为内环的双闭环控制系统,并在电流环中采用自适应神经网络与PI控制相结合的控制算法,实现了对CO2焊接短路电流增长率di/dt,以及缩颈过程的有效控制,减小了焊接过程中的飞溅,改善了焊缝成形.     

基于二阶最佳原理光伏充电控制系统的理论研究

光伏充电控制系统是光伏发电系统中重要组成部分,DC/DC变换是充电控制器的主回路,其电压、电流控制是一个双环反馈控制系统.采用电流内环、电压外环的双闭环控制方式,建立光伏充电控制系统数学模型,应用连续时间系统的工程设计方法,研究了电流环中的电流校正装置,将电流环简化为电压环中的一个比例环节,并与其他环节一起构成外环电压...     

双环控制单周期PFC转换器高层次模型及电路

为简化设计过程,提高电源效率,采用Simulink拓扑结构和线性化方法,基于双环动态转移控制函数,建立了单周期、临界控制模式升压型功率因数校正转换器的高层次模型．电压环路提供低频稳定性以获得低的总谐波失真,电流环路改善高频动态特性．根据系统模型,采用Sinomos 1.0μm 40V CMOS工艺完成了功率因数校正的电路设计和验证．测试结果表明,在V_DD为15V,V_INV为2V, V_ZCD为2V的条件下,功率校正因数可达到0.988,总谐波失真为3.8％,稳定工作时电流仅为2.43mA．双环控制系统能够有效地实现单周期控制,提高系统的稳定性和动态响应速度,体现了高性能电源管理芯片的特点．     

谐波补偿式Boost PFC变换器控制策略

针对低压配网的谐波与无功功率补偿问题,对连接在配网中的单相Boost功率因数校正(PFC)变换器进行了研究,提出了一种平均电流模式谐波补偿控制策略,分析了其补偿原理与补偿能力,并根据其补偿特性设计了相应的电流内环补偿器.该控制策略在不改变配电网结构的前提下,只需改变PFC变换器部分控制电路即可实现与配网谐波与无功功率补...     

基于旋转坐标系结合PI控制的铁路功率调节器

采用铁路功率调节器(RPC)来治理高速铁路供电系统中存在的负序、无功和谐波等电能质量问题.使用两个背靠背的变流器来实现无功补偿和谐波处理.在RPC系统下,提出V\v变压器下电流检测方法和旋转坐标系结合PI的控制策略,用以减少工程的计算量和交流误差,实现RPC直流侧的质量稳定.并利用Matlab进行试验仿真,仿真结果显示RPC具有良好的电能优化能力,能进行负序的补偿和谐波治理.     

基于有源谐波电导法的光伏逆变器 集群谐振抑制策略

为抑制光伏逆变器集群并入电网引起的谐振,提出一种基于有源谐波电导法的光伏逆变器集群谐振抑制策略。首先,基于PI控制器下电容电流内环,电网电流外环的双闭环控制,分析双闭环控制下单台逆变器谐振抑制效果。其次,在保持控制系统不变的情况下,针对多台逆变器谐振问题,在光伏并网系统中加入有源滤波电导,不仅有效抑制逆变器低频谐波电流汇入网侧系统,还提高逆变器抗扰动能力,从而抑制逆变器集群引起的谐振问题。最后,通过Matlab/Simulink软件仿真验证了光伏逆变器集群谐振能被有效抑制,仿真结果表明谐波电导法对多逆变器谐振有抑制效果。     

LCL型并网逆变器控制策略研究

采用逆变器侧电感电流反馈是一种实现LCL型并网逆变器有源阻尼的有效方法,通过逆变器侧电感电流反馈配置系统极点的方式实现谐振阻尼。但通过该方式配置的系统内环为一个振荡环节与一个惯性环节的乘积,系统内环控制参数难以确定。针对这一情况,对逆变器侧电感电流反馈控制方式进行数学建模,该文详细分析了内环控制参数与系统内环极点之间的关系。研究逆变器侧电感电流反馈控制方式的阻尼机制,提出了一种简便的内环控制参数的确定方法。仿真实验结果证明了该内环控制参数确定方法的有效性与正确性。     

基于DSP技术的单相有源滤波装置

介绍一种基于DSP技术的单相电压型有源滤波装置(APF),阐述了该装置的主电路结构、需要补偿的无功及谐波电流计算方法及电容电压稳定控制方法.对DSP芯片的特点、装置的硬件结构以及该有源滤波装置的控制策略进行分析,装置的测试结果表明该控制策略是切实可行的.该有源滤波装置可用于电气化铁道的无功动态补偿,也可用于三相四线制电网的分相无功补偿与谐波抑制.     

单相五电平脉冲整流器滑模比例积分谐振控制

以基于耦合电感的新型单相五电平脉冲宽度调制（PWM）整流器为研究对象,为了提升系统动态响应、维持单位功率因数、减少网侧电流谐波含量,提出滑模比例积分谐振（PIR）控制算法. 通过对新型单相五电平PWM整流器的电路拓扑和工作原理分析,构建整流器d-q同步旋转坐标系下的数学模型,推导整流器电压外环滑模和电流内环PIR控制算法,给出具体设计过程. 与d-q坐标系传统比例积分（PI）电流控制算法相比,所提滑模PIR控制算法动态响应速度更快,网侧电流谐波含量更低. 搭建基于MATLAB/Simulink的仿真模型和基于RT-lab的半实物实时仿真平台,对滑模PIR控制算法与d-q坐标系传统PI电流控制算法分别进行计算机仿真和半实物实验对比研究,仿真和实验结果验证了所提滑模PIR控制算法的正确性和可行性.     

基于最小补偿电流算法的有源电力滤波器

在分析一种用于检测谐波和无功电流的最小补偿电流控制算法的基础上，提出一种有源电力滤波器的设计方法．该方法在同一个闭环中对谐波和无功电流进行计算并产生相应的补偿电流．与目前的控制算法相比．采用最小补偿电流算法设计的有源电力滤波器具有更简单的结构、更高的精度和更好的补偿性能．仿真结果证明了该控制算法和电路结构的有效性．